Two-dimensional anisotropic monolayers NbOX2 (X = Cl, Br, I): Promising candidates for photocatalytic water splitting with high solar-to-hydrogen efficiency

单层 光催化 带隙 材料科学 分解水 光催化分解水 半导体 吸收(声学) 各向异性 光化学 直接和间接带隙 化学 纳米技术 光电子学 光学 复合材料 有机化学 物理 催化作用
作者
Lu Pan,Yu-Lu Wan,Zhao‐Qi Wang,Hua-Yun Geng,Xiang-Rong Chen
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:134 (8) 被引量:11
标识
DOI:10.1063/5.0164167
摘要

Motivated by the recent experimental synthesis of two-dimensional (2D) NbOI2 which possesses a moderate bandgap and outstanding absorption of sunlight, using the first-principles calculations, we conduct a thorough study of the geometric configuration, electronic structures, and photocatalytic properties for NbOX2 (X = Cl, Br, I) monolayers. These NbOX2 monolayers have been demonstrated to be dynamically, thermally, and mechanically stable. The significant anisotropic mechanical properties of NbOX2 monolayers are reflected by the calculated Young's modulus and Poisson's ratio. Our results indicate that these NbOX2 materials unfold semiconductor characters with indirect bandgaps of 1.886, 1.909, and 1.813 eV, respectively. Among these monolayers, it is found that the NbOBr2 system exhibits a favorable photocatalytic activity in an acidic condition (pH = 0), and the NbOI2 monolayer can act as a potential photocatalyst for spontaneous photocatalytic water splitting under a neutral environment (pH = 7). Furthermore, the response of bandgap and band edge positions of NbOX2 monolayers to the exerting in-plane strain (–6% to 6%) are investigated. These NbOX2 monolayers also show strong light absorption from the visible to ultraviolet region and anisotropic high carrier transport. Particularly, the high solar-to-hydrogen efficiency of the NbOCl2 (1% tensile strain), NbOBr2, and NbOI2 monolayers are predicted to be 14.11% (pH = 0), 16.34% (pH = 0), and 17.05% (pH = 7), respectively. Therefore, we expect the NbOX2 monolayers to be promising candidates for highly efficient photocatalytic water splitting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
传奇3应助科研小白采纳,获得10
刚刚
1秒前
2秒前
3秒前
3秒前
刘俣彤完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
笑点低的初瑶完成签到,获得积分10
4秒前
childe发布了新的文献求助10
5秒前
负责大碗完成签到,获得积分10
7秒前
95完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
ham完成签到,获得积分10
9秒前
文艺人达完成签到 ,获得积分10
9秒前
dddyrrrrr发布了新的文献求助10
10秒前
zhouzhou完成签到,获得积分10
10秒前
Li梨发布了新的文献求助10
13秒前
研友_ngkEgn完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
付恩浩发布了新的文献求助10
20秒前
华山完成签到,获得积分10
23秒前
善学以致用应助LBJ23采纳,获得10
24秒前
Foch发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
25秒前
28秒前
CodeCraft应助我也会吃饭采纳,获得30
28秒前
王一一完成签到,获得积分10
29秒前
crane发布了新的文献求助20
30秒前
30秒前
huhuhuxue1完成签到,获得积分10
33秒前
海中有月发布了新的文献求助10
33秒前
科研鸟发布了新的文献求助10
33秒前
LBJ23发布了新的文献求助10
35秒前
李李发布了新的文献求助10
35秒前
35秒前
聪慧冰淇淋完成签到,获得积分10
40秒前
41秒前
42秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
《微型计算机》杂志2006年增刊 1600
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4970743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4227225
关于积分的说明 13166011
捐赠科研通 4015195
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2197173
邀请新用户注册赠送积分活动 1210098
关于科研通互助平台的介绍 1124497